汽車制造和航空航天對材料的要求特別高。這些設(shè)計的功能和耐用性取決于材料的性質(zhì)和適用性，以及車輛乘員（包括司機、飛行員、宇航員和乘客）的健康狀況。
在有些高度敏感的地區(qū)選擇材料的決定性因素是熱物理性質(zhì)。這些性能可以通過變形分析、材料測試或裂紋測試來確定，這就是熱管理在汽車應(yīng)用和其他行業(yè)中的重要性。
熱物理測量技術(shù)為汽車、卡車、飛機、衛(wèi)星或載人航天領(lǐng)域的研究與開發(fā)提供了理想工具。這種測試對于零部件檢測、質(zhì)量控制、工藝優(yōu)化及 / 或失效分析至關(guān)重要。
車輛在使用過程中因暴露于各種環(huán)境影響，其外觀、功能和使用壽命可能發(fā)生變化。我們的儀器所提供的氣候測試在發(fā)現(xiàn)問題和產(chǎn)品改進中發(fā)揮重要作用，包括橡膠熱擴散率的測試。
林賽斯也為此提供了適用于測定熱物理數(shù)據(jù)的測量設(shè)備。
前言
含碳材料、有機物和聚合物高溫加熱后通常會燃燒掉，因此，對這類材料的熱分解研究有點特殊，在大多數(shù)情況下，首先需要在惰性氣氛中進行加熱，而不是在空氣中進行，以便能夠看到分解和熱解的效果，隨后將惰性氣體切換成氧氣或空氣，使材料所含的碳燃燒掉。如果在同步熱分析儀（STA）上執(zhí)行此程序，則可以測量碳含量，無機物含量和釋放的熱量。
實驗
使用同步熱分析儀 STA L81 測量工業(yè)橡膠樣品，樣品分三步進行加熱測量，升溫速率均為 30 k/min ，開始通入 N2 氣氛。
藍色曲線表示該樣品相對失重百分比。在第一個失重步驟中，發(fā)生樣品脫水。水分含量為 9.3 % 。對應(yīng)的 DTA 信號（紫色曲線）在水分蒸發(fā)過程中沒有表現(xiàn)出任何變化。
在第二步反應(yīng)中，揮發(fā)性組分在 N2 氣氛下熱解釋放。這些成分的含量為 36.0 % 。它們的釋放可以通過 DTA 曲線上的放熱反應(yīng)峰來識別。在第三步反應(yīng)中，將氣氛切換成 O2 ，使剩余的碳燃燒掉，樣品重量減少了 14.3 % ，剩下的 40.4 % 為無機成分，如灰燼、污泥或填料。
前言
所研究的樣品由堆疊的金屬板組成，金屬板與金屬板之間涂覆絕緣的粘合劑。該樣品配置用于汽車電氣化領(lǐng)域。測量的目的是檢查接觸壓力對導熱系數(shù)和熱阻抗的影響。
實驗
樣品分別在室溫和 100 ℃ 溫度下，施加 0.1 MPa 和 1 MPa 的接觸壓力進行測量。如下圖顯示了熱阻抗與不同堆疊金屬板厚度的關(guān)系，導熱系數(shù)對應(yīng)于線性擬合斜率的倒數(shù)，接觸熱阻對應(yīng)于與 y 軸的交點。導熱系數(shù)和接觸熱阻的計算結(jié)果如下：
從室溫至 100 ℃ ，金屬復合板的導熱系數(shù)隨溫度的升高而降低。同時，從結(jié)果也可以看出，在較低的接觸壓力下，測量得到的熱阻抗較高，導熱系數(shù)和接觸熱阻也較高。這意味著，樣品的導熱性能隨著所施加的接觸壓力的不同而發(fā)生變化，這種變化可能與金屬板之間的可變形粘結(jié)層有關(guān)。因此可通過施加不同的接觸壓力來滿足實際的應(yīng)用需求。
前言
聚酰亞胺是一種高性能聚合物，適用于極端熱、電和機械應(yīng)力的環(huán)境，具有尺寸熱穩(wěn)定性，低導熱性和導電性，優(yōu)異的耐磨損和承載性能，耐化學腐蝕和耐輻射等顯著的性能。與傳統(tǒng)的金屬材料、陶瓷和聚合物相比，聚酰亞胺的優(yōu)勢還在于使許多元器件可以制作得更輕便、更耐腐蝕。聚酰亞胺的應(yīng)用非常廣泛，主要用于航空航天，半導體和汽車技術(shù)等領(lǐng)域。
實驗
使用 TIM-Tester 在 50 °C（TH = 70 °C，TC = 30 °C）和 1 MPa 的接觸壓力下測量尺寸為 25 mm × 25 mm 的聚酰亞胺樣品的熱阻抗。為確定導熱系數(shù)和熱接觸電阻，測量了在 1.1 mm 到 3.08 mm 之間的三個不同厚度的樣品。如下圖所示，測得的導熱系數(shù)為擬合直線斜率的倒數(shù)（0.35 W/(m·K)），接觸熱阻對應(yīng)于與 y 軸的交點（截距）。
前言
橡膠具有良好的動態(tài)性能，具有較高的抗拉強度、高彈性和回彈性。通過添加不同的聚合物，可以開發(fā)出具有優(yōu)異性能的橡膠制品，如良好的耐化學性、阻燃性和耐油性。因此，橡膠制品具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車行業(yè)，食品工業(yè)，化學工業(yè)和機械工程等。橡膠的導熱系數(shù)是衡量其導熱性能的指標，這一數(shù)據(jù)對于了解橡膠在不同應(yīng)用場景下的熱傳導性能至關(guān)重要。
實驗
如圖所示，使用 THB-100（新型號 THB Basic，Advance，Ultimate）測量了 5 種不同橡膠制品的導熱系數(shù)。將傳感器放置在兩個樣品之間，使用夾具將兩個樣品和傳感器壓實，以便于樣品和傳感器具有良好的接觸。并將該裝置放置在一個高溫爐中，從室溫至 150 ℃ 的溫度下進行測量。結(jié)果表明，不同的橡膠制品分別具有不同或較為相似的熱導率。在測量的溫度范圍內(nèi)，所有樣品的導熱系數(shù)均隨著溫度的升高而增加。
前言
熱分析不僅包括高溫下的測量，還涵蓋極低溫度下的實驗。有許多領(lǐng)域?qū)Φ蜏厣踔翗O低溫下的測量很感興趣，例如，在衛(wèi)星技術(shù)、太空旅行或者量子計算機中，所使用材料必須承受的溫度低于 10 K（-260 ℃）。
當然，在這個溫度范圍內(nèi)，材料的熱膨脹、相變以及反應(yīng)活性等特性都必須了解清楚。對于熱膨脹測量，林賽斯 DIL L75 系列熱膨脹儀可以配備一個閉路循環(huán)的氦低溫恒溫器，從而能夠在 10 K 的溫度范圍內(nèi)進行測量。
實驗
在這個例子中，使用林賽斯 DIL L75 垂直低溫熱膨脹儀對一個銅標準樣品在 10 K 到 400 K（-260 ℃ 到 125 ℃）的溫度區(qū)間內(nèi)進行了測量。將樣品放置在儀器中，對樣品室抽真空，然后以可控的冷卻速率將樣品冷卻至 10 K ，接著以 5 K/min 的可控升溫速率進行指定的膨脹測量。正如曲線所示，在 -260 ℃ 到 -200 ℃ 之間存在一個非線性膨脹區(qū)域，隨后從 -200 ℃ 到 125 ℃ 的溫度區(qū)間內(nèi)則是呈現(xiàn)線性膨脹的趨勢。
